BIM技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用

張俊波+于俊洋

摘要：在進(jìn)行水利水電工程建設(shè)的過程中，為了能夠更進(jìn)一步的去簡(jiǎn)化在施工過程中所使用到的可視化仿真技術(shù)。從建筑信息模型（BIM）入手，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建關(guān)于工程建筑物的整體三維數(shù)字化模型。并根據(jù)Naviswork軟件數(shù)據(jù)組織形式的特點(diǎn)，充分的去挖掘和運(yùn)用關(guān)于其自身所具有的可視性和思維模擬功能。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；水利水電工程；可視化仿真應(yīng)用

引言

水利水電工程本身的可視化仿真，其最大的特點(diǎn)就是能夠通過動(dòng)畫的模式，來(lái)形象的將工程的復(fù)雜施工過程完美的演示出來(lái)。并且，對(duì)于仿真系統(tǒng)內(nèi)所出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)和信息，通過以圖形的形式來(lái)表達(dá)在施工工作人員的面前。不可否認(rèn)的是可視化仿真技術(shù)為我國(guó)的水利水電施工組織人員的決策和實(shí)際建設(shè)上帶來(lái)了非常大的便捷。目前，國(guó)內(nèi)可用的可視化仿真技術(shù)很多，但是，它們?cè)谶M(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)應(yīng)用的過程中，不可避免的都會(huì)出現(xiàn)或存在一定的缺陷和不足。舉例說明，例如建立在3DMax基礎(chǔ)上的可視化仿真系統(tǒng)，其本身在組建復(fù)雜水工樞紐模型的時(shí)候就比較的困難。但是，對(duì)于BIM技術(shù)來(lái)說，其本身所通過數(shù)字信息仿真技術(shù)所模擬的建筑物具備著非常高的還原度，而且，其本身可以說極大的簡(jiǎn)化了對(duì)于可視化仿真系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用困難。故而，本文以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，淺析BIM技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用。

一、水利水電工程中所需要的基本三維數(shù)字模型

（一）數(shù)字地形模型

對(duì)于數(shù)字地形模型的主要概念我們可以這樣去理解，數(shù)字地形模式是整體水利水電工程進(jìn)行三維數(shù)字模型過程中所需要的重要組成部分，其也是所有建筑物進(jìn)行補(bǔ)助和進(jìn)行施工的活動(dòng)場(chǎng)所。一般來(lái)說，所采用的GIvil3D軟件建立的模型，對(duì)于地形表面上一般所采用的是不規(guī)則三角網(wǎng)格來(lái)進(jìn)行表示。以平面接近曲面，用立體的形式去表現(xiàn)出地形高低起伏的變化。

（二）混凝土壩的動(dòng)態(tài)實(shí)體模型

在進(jìn)行施工的過程中，往往混凝土壩的形態(tài)是會(huì)隨著施工時(shí)間上的推移而發(fā)生巨大的變化。所以，對(duì)于混凝土壩的模型建設(shè)本身是一種動(dòng)態(tài)的模型，在這其中需要將三維實(shí)體模型分成幾部分的澆筑塊，并且，在每一個(gè)澆筑塊上都應(yīng)該具備著相應(yīng)的屬性。如類似于施工的時(shí)間、施工的放量、澆筑機(jī)械等等。

（三）土石壩實(shí)體模型

一般來(lái)說，土石壩的壩體基本上是以不規(guī)則的曲面為基礎(chǔ)。故而，在進(jìn)行三維實(shí)體模型建設(shè)的過程中，應(yīng)該根據(jù)著實(shí)際的建筑材料和工程內(nèi)部各部分之間的形式及功能上的不同，來(lái)進(jìn)行具體的分區(qū)。而且，為了能夠更好的實(shí)現(xiàn)可視化仿真系統(tǒng)內(nèi)對(duì)于土石壩施工的動(dòng)態(tài)化演示，對(duì)其內(nèi)的每一個(gè)分區(qū)都應(yīng)該去根據(jù)著實(shí)際的填筑材料和施工進(jìn)度方面的要求劃分為若干個(gè)填筑層，以此，才能夠最終得到可視化仿真系統(tǒng)中的土石壩模型建造。

二、水利水電工程中基于BIM技術(shù)的三維動(dòng)態(tài)仿真實(shí)現(xiàn)

（一）基于BIM的三維動(dòng)態(tài)演示

在進(jìn)行施工的過程中，通過Navisworks的TimeLiner模式板塊來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。通過去利用仿真計(jì)算，來(lái)去獲得工程在進(jìn)行施工的過程中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)信息，其內(nèi)，包括對(duì)于建筑物三維模型的主要組成單元，以及內(nèi)部各個(gè)圖形單元的具體施工的時(shí)間和形體的參數(shù)方面等等。對(duì)于實(shí)現(xiàn)具體效果的的主要步驟，主要分為以下三個(gè)環(huán)節(jié)。

第一步，通過將已經(jīng)分為了若干份圖形單元的三維模型導(dǎo)入到Navisworks當(dāng)中，其內(nèi)的圖形單元屬性不變，且只具有唯一的標(biāo)識(shí)符“實(shí)體句柄”。

第二步將已經(jīng)進(jìn)行的工程進(jìn)度數(shù)據(jù)存檔為Navisworks所支持的CSV數(shù)據(jù)格式，然后通過利用TimeLiner模塊來(lái)去添加CSV的進(jìn)度數(shù)據(jù)，并且通過TimeLiner的規(guī)則和模型本身進(jìn)行對(duì)應(yīng)，然后在去進(jìn)行設(shè)定具體的任務(wù)類型及開始的外觀形態(tài)，在此基礎(chǔ)上，完成施工動(dòng)畫的生成。

第三步，運(yùn)用Animator模塊可以去制作施工過程當(dāng)中的巡航動(dòng)畫，并且可以將其鏈接到TimeLiner的模擬動(dòng)畫，這樣就可以通過不同的角度，不同的視角去進(jìn)行觀察工程自身的動(dòng)態(tài)施工過程。TimeLiner所連接的進(jìn)度數(shù)據(jù)可以自由進(jìn)行設(shè)定是否處于激活狀態(tài)，以此，就可以進(jìn)行個(gè)單項(xiàng)工程的動(dòng)態(tài)施工項(xiàng)目的演示。

（二）工程形體的信息查詢

運(yùn)用Navisworks內(nèi)的功能，可以去進(jìn)行查看工程或者是任意壩段模型的主要形體部分，并在此基礎(chǔ)上可以勘察模型內(nèi)部的二維信息，運(yùn)用審閱工具的話，可以向模型內(nèi)部的視點(diǎn)之中添加注釋，以此，來(lái)記錄對(duì)于工程的分析意見。

結(jié)語(yǔ)

曾有專家學(xué)者為此專門做過實(shí)驗(yàn)，處于BIM技術(shù)下的可視化仿真信息，其操作簡(jiǎn)便，并且對(duì)于仿真信息可視化的查詢達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。而基于NEt開發(fā)模式，也可以將系統(tǒng)具體的開發(fā)周期進(jìn)一步的減少，為未來(lái)大型工程的可視化仿真帶來(lái)了一種新的研究途徑，有關(guān)于BIM技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用效果，其是值得肯定和認(rèn)可的。

參考文獻(xiàn)：

[1]分析全過程動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)及其在水利水電工程施工中的應(yīng)用[J].姜振.江西建材.2015（23）

[2]基于BIM技術(shù)的施工可視化仿真應(yīng)用研究[D].張坤南.青島理工大學(xué) 2015

[3]基于虛擬現(xiàn)實(shí)的水電工程施工動(dòng)態(tài)可視化仿真研究[J].尹習(xí)雙，周宜紅，胡志根，劉全，丁世來(lái)，李仕奇.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào).2005（07）

[4]水利水電工程施工系統(tǒng)三維建模與仿真[J].鐘登華，周銳，劉東海.計(jì)算機(jī)仿真.2003（02）endprint